Avaliação de hidrocarbonetos no litoral do Paraná, através de análises de HPAs e n-Alcanos no sedimento e de alguns parâmetros abióticos na água

Resumo: O presente trabalho teve como objetivo avaliar a composição e distribuição de hidrocarbonetos alifáticos (n-alcanos) e policíclicos aromáticos (HPAs) no sedimento ao longo do litoral do estado de Paraná, Brasil, em três campanhas de amostragem. Para representar a distribuição de hidrocarbonetos, doze pontos foram estudados em 5 municípios do litoral (Matinhos, Pontal do Paraná, Guaratuba, Paranaguá e Guaraqueçaba), sendo 7 amostras coletadas em rios na região e 5 amostras oceânicas. Para identificar a contribuição antrópica e as fontes de matéria orgânica nos ambientes estudados, foram realizadas análises físico-químicas e espectroscópicas em amostras da coluna d'água. A concentração total de n-alcanos variou entre 1173,5 a 52515,0 ng.g-1 e a de HPAs entre 74,5 a 10843,5 ng.g-1 de sedimento seco. Observou-se o predomínio de n-alcanos n-C27, n-C29 e n-C31, os quais representam origem biogênica terrestre. Enquanto os HPAs apresentaram maiores concentrações dos compostos com 3 ou mais anéis aromáticos com fontes pirogênicas predominantes. Na coluna d'água, os pontos localizados em balneários apresentaram interferência antrópica proveniente de efluentes domésticos, representados por altos valores de nitrogênio amoniacal e ortofosfato, atingindo a concentrações de 5,46 mg.L-1 e 0,86 mg.L-1, respectivamente. Muitas vezes tais concentrações excedem o limite mencionado pela legislação CONAMA 357/05. Os resultados de espectrofotometria de fluorescência e ultravioleta visível indicaram matéria orgânica predominante de fontes alóctones em ambientes próximos a praia, e mistura de substâncias húmicas terrestre e marinha em amostras oceânicas

Daily variation of lipid regulators and personal care products in a river impacted by domestic effluents in southern brazil

In urban areas, wastewater treatment plants (WWTPs) play a major role in the water quality of rivers. The removal efficiency of emerging contaminants by WWTPs is strongly correlated with the type of treatment and the hydraulic retention time (HRT) of the process, which can vary according to the volumetric influent flow of wastewater and occasional peak flows. This paper aims, for the first time, to assess the daily variation of lipid regulators and personal care products in an urban river impacted by domestic effluents. Samples were collected upstream and downstream of a WWTP. The concentrations downstream of the effluent discharge were higher than upstream, but they varied significantly during the day. Concentration peaks upstream of the WWTP were detected at 07:00, 15:00 and 21:00, while downstream of the effluent discharge, concentration peaks occurred between 13:00 and 19:00 and between 21:00 and 23:00. The highest downstream concentrations of triclosan and methylparaben (420 ng L$^{-1}$ and 460 ng L$^{-1}$) were 6.8 and 5.4 times higher than the lowest concentrations detected, respectively. These results show that in WWTP-impacted rivers, the time of the sampling has a great influence on the final results and conclusions of a monitoring study

Avaliação de contaminantes emergentes na água e sedimento na bacia do Alto Iguaçu/PR

Orientador : Prof. Dr. Júlio César Rodrigues de AzevedoSupervisor no exterior: Drª Sílvia Diaz CruzTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 15/06/2016Inclui referências : f. 132-153Resumo: A introdução contínua de contaminantes emergentes no ambiente pode causar efeitos adversos sobre os ecossistemas das águas receptoras, devido à atividade química e biológica intrínseca de cada composto. Esses poluentes constituem classes de compostos orgânicos, sintéticos ou naturais, contido nos bens de consumo, utilizados por toda a população. Para investigar a presença e riscos desses poluentes, foi realizado monitoramento ao longo de cinco campanhas amostrais, em 10 pontos de coletas, localizados em três afluentes (rio Belém, Atuba e Palmital) do principal rio do Estado do Paraná, o rio Iguaçu. Em cada amostra, 29 compostos emergentes foram analisados, pertencentes a diversas classes (antiinflamatórios, ?-bloqueadores, reguladores lipídicos, antimicrobianos, antissépticos, hormônios sexuais femininos, esteróis e cafeína). A determinação dos compostos foi realizada utilizando extração em fase sólida e cromatografia em fase líquida com detector de arranjo de diodos e cromatografia em fase gasosa hifenada a espectrometria de massas. Para estimativas de risco de cada composto, índices de quociente de risco ambiental foram avaliados para os compostos mais representativos, considerando as concentrações medidas e as concentrações letais médias (CL50) em diferentes grupos tróficos de cada poluente, relatados na literatura. De maneira geral, os resultados indicam que os rios em questão apresentam uma clara influência antrópica, provavelmente proveniente de efluentes domésticos brutos ou oriundos das estações de tratamento de esgoto (ETE). O rio mais impactado foi o rio Belém, principalmente o ponto BL2, encontrando-se altas concentrações, como a de Paracetamol que chegou a 94,68 ?g L-1, isso devido à falta de saneamento da região e por apresentar a maior densidade populacional entre as bacias. As concentrações de parabenos variaram de 0,04 a 3,59 ?g L-1, detectando as maiores concentrações nos pontos mais distantes da nascente, com maior área de drenagem (AT4, BL3 e PA3). Observou-se também que as estações de tratamento de esgoto contribuem para a entrada dos contaminantes ao meio aquático, as quais não são eficientes na remoção dos compostos. Este fato foi observado, pois as concentrações a jusante da ETE são superiores ao ponto de coleta a montante. Por exemplo, no ponto AT4, localizado após a ETE, a concentração Triclosan foi oito vezes superior que no ponto antecessor (AT3). O estudo da avaliação do risco ambiental demonstrou que os quocientes de risco tendem a aumentar ao longo de cada rio, sendo inferiores próximos a nascente e superiores na foz dos rios. Para cada nível trófico observou-se uma sensibilidade a certos compostos. O composto Triclosan tem influência em quatro grupos tróficos, outros apresentam mais especificidade com determinado grupo trófico, como o Diclofenaco e Ibuprofeno para algas, Gemfibrato para peixes ou o propil parabeno para bactérias. Palavras-chave: Análise de Risco. Quociente de Risco. Microcontaminantes. Efluentes domésticos.Abstract: The continuous inputs of emerging contaminants into rivers may cause adverse effects in the aquatic ecosystem of receiving water bodies, due to the intrinsic chemistry and biological activity of these compounds. These pollutants constitute classes of organic compounds, synthetic or natural, contained in products consumed by the entire population. In order to investigate the presence and risk of these pollutants, five sampling campaigns were performed at ten collection points. The points are located in three tributaries (Belém, Atuba and Palmital river) of the main river of Paraná state, the Iguaçu River. In each water sample, 29 emerging compounds were determined, belonging to different classes (anti-inflammatories, ?- blockers, lipid regulators, antimicrobials, antiseptics, female sexual hormones, sterols and caffeine). The determination of the target compounds was performed using solid phase extraction and liquid chromatography tandem diode array detector and gas chromatography tandem mass spectrometry. Hazardous quotient indexes were estimated for the most representative compounds considering the ratio between measures concentration and EC50 reported values in the literature at different trophic groups of each pollutant. In general, the results indicated that rivers in question have a perceptible anthropic influence, probably from raw domestic sewage or wastewater treatment plants (WWTP) inputs. The most impacted river was the Belém river, especially in BL2 sampling point, where was detected high concentrations, such as Paracetamol, that reached to 94.68 ?g L-1, due to the lacks of sanitation in that area and high population densities. Parabens concentration ranged from 0.04 to 3.59 ?g L- 1, detecting the highest concentration in more distant sampling points of sources It was also observed that the wastewater treatment plants are not efficient to removing these compounds, which contribute to aquatic environment pollution. This fact was observed at sampling point AT4, located downstream of WWTP, where the concentration of Triclosan, for example, was eight times higher than the predecessor point (AT3). The study of risk assessment showed the hazard quotients tend to increase downstream. Each trophic level shows its own sensitivity regarding to certain compounds. Whereas some compounds, such as the Triclosan, have influence in the four trophic groups, others show more specificity, such as the Diclofenac and the Ibuprofen for algae, or the Gemfibrozil for fish, or the ethyl paraben for bacteria. Key words: Risk Assessment. Quotient risk. Microcontaminants. Domestic Sewage

Contribuição da decomposição de macrófitas aquáticas (eichhornia azurea) na matéria orgânica dissolvida

CONTRIBUTION TO DISSOLVED ORGANIC MATTER BY DECOMPOSITION OF AQUATIC MACROPHYTES, Eichhornia azurea. Organic matter plays a fundamental role in many ecological processes and decomposition is among the main cycling routes of organic matter. The decomposition of aquatic macrophytes generates much debris, since the carbon of these algae is not easily assimilated by other organisms. Spectroscopic analyses are important in organic matter studies, because it enables satisfactory distinction between labile and refractory materials can be obtained. Through comparing the fl uorescence spectrum of the organic debris generated by a decomposing macrophyte with those of water, sediment, and soil samples from the Upper Paraná River fl oodplain water bodies, we were able to estimate the contribution of decomposition to local carbon cycles. The results revealed a higher contribution of decomposition to the oligotrophic environments connected with the Paraná River, while some water bodies connected with the rivers Ivinheima and Baia showed a greater participation of allochthonous organic matter, mainly derived from humus. Keywords: Aquatic macrophytes, decomposition, fl uorescence, Paraná river fl oodplainA matéria orgânica nos ambientes aquáticos exerce papel fundamental em diversos processos ecológicos sendo a decomposição uma das principais rotas de ciclagem da matéria. A contribuição das macrófi tas aquáticas se dá principalmente pela produção de detritos, já que seu carbono é de difícil assimilação direta pela maioria dos organismos. As análises espectroscópicas tem se constituído numa ferramenta importante no estudo da matéria orgânica, pois permitem uma distinção razoável entre materiais lábeis e refratários. A partir da comparação dos espectros de fl uorescência da matéria orgânica resultante de um experimento de decomposição de macrófi tas aquáticas e da matéria orgânica da água, do sedimento e do solo de ambientes da planície de inundação do alto rio Paraná, estimou-se a contribuição das macrófi tas para o reservatório de carbono nesses ambientes. Foi possível verifi car maior contribuição da decomposição nos ambientes oligotrófi cos conectados ao rio Paraná, enquanto que nos ambientes conectados aos rios Ivinheima e Baia predominam matéria orgânica alóctone, principalmente substâncias húmicas pedogênicas. Palavras-chave: Macrófi tas aquáticas, fl uorescência, decomposição, planície do rio Paran

Indirect caffeine modeling in an urban river

Caffeine is used worldwide as a chemical tracer to identify anthropic pressures on urban water resources. Nevertheless, its quantification demands great financial investments. This research created a model that would indirectly determine a range of possible caffeine concentrations along an urban river, without the need for extensive laboratory work. The model is based on Canonical Correlation Analysis (CCA), which can correlate two sets of different-sized independent and dependent variables in order to generate a single empirical equation. This equation takes as input the concentrations of ammonia nitrogen and orthophosphate, as well as the total population and the population inhabiting irregular housing areas. From the model’s results, it was possible to elaborate a spectrum of possible concentrations of caffeine along the Atuba River (Curitiba-Brazil). The tendency of water quality degradation of this river was also predicted. This model could become a useful preliminary analysis for water resource managers and researchers alike

Daily Variation of Lipid Regulators and Personal Care Products in a River Impacted by Domestic Effluents in Southern Brazil

In urban areas, wastewater treatment plants (WWTPs) play a major role in the water quality of rivers. The removal efficiency of emerging contaminants by WWTPs is strongly correlated with the type of treatment and the hydraulic retention time (HRT) of the process, which can vary according to the volumetric influent flow of wastewater and occasional peak flows. This paper aims, for the first time, to assess the daily variation of lipid regulators and personal care products in an urban river impacted by domestic effluents. Samples were collected upstream and downstream of a WWTP. The concentrations downstream of the effluent discharge were higher than upstream, but they varied significantly during the day. Concentration peaks upstream of the WWTP were detected at 07:00, 15:00 and 21:00, while downstream of the effluent discharge, concentration peaks occurred between 13:00 and 19:00 and between 21:00 and 23:00. The highest downstream concentrations of triclosan and methylparaben (420 ng L−1 and 460 ng L−1) were 6.8 and 5.4 times higher than the lowest concentrations detected, respectively. These results show that in WWTP-impacted rivers, the time of the sampling has a great influence on the final results and conclusions of a monitoring study